6压力控制阀

电磁阀部分
Solenoid Operated Valve
电磁溢流阀是电 磁换向阀与先导式溢 流阀的组合，用于系 统的多级压力控制或 先导式溢流阀部分 Pilot-operated Pressure 卸荷。
Relief Valve
图6.12 电磁溢流阀
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电磁阀通电卸压
符号 P
先导式溢流阀部分
T 电磁溢流阀原理图
测压面
Manometry Surface
溢流阀的符号
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直动型溢流阀 与图形符号的对应关系
测压孔
阀 口
阀口 测压面
溢流阀的图形符号
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6.2.2 先导型溢流阀 Pilot Operated Pressure Relief Valve
先导型溢流阀的主要特点：由主阀芯负责控制系统的压
力，先导级负责向主阀提供指令力，作用在主阀芯上的主油
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（1）流量型油源并联溢流式调压 Constant Flow Sources Parallel Connection with Overfall Pressure regulating 显然，只有改变负 溢流式调节 pL QL Z 载流量(Load Flow)QL的 大小才能调节负载压力 (Load Pressure)pL。将控 制阀口RX与负载Z并联， 通过阀口的溢流作用， 能使负载流量QL发生变 化，最终达到调节负载 压力之目的。
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根据“并联溢流式压力负反馈”原理设计而成的液压 阀称为溢流阀。 溢流阀的主要用途有以下两点： 1) 调压(Adjust Pressure)和稳压(Maintain Pressure)。如用 在由定量泵构成的液压源中，用以调节泵的出口压力，保持 该压力恒定。 2) 限压(Limit Pressure)。如用作安全阀(Safety Valve)，当 系统正常工作时，溢流阀处于关闭状态，仅在系统压力大于 其调定压力时才开启溢流，对系统起过载保护作用。 溢流阀的特征是：阀与负载相并联，溢流口接回油箱， 采用进口压力负反馈， 不工作时阀口常开。 根据结构不同，溢流阀可分为直动型和先导型两类。
在高压大流量系统中一般应采用先导控制。
所谓先导型压力控制，是指控制系统中有大、小两个阀 芯，小阀芯为先导阀芯，大阀芯为主阀芯，并相应形成先导 级和主级两个压力调节回路。
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F主 p2 A p1 A 若先导级p2 常数
导阀比较：
半桥式先导控制部分
F指 F指 Fp
As
F主 趋于 且当 0时 p2 A p2 A p1 A p1 p2 (近似恒定)
直动型溢流阀结构简单，灵敏度高，但因压力直接与 调压弹簧力平衡，不适于在高压、大流量下工作。
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直动型溢流阀 与符号的对应关系
阀口
Valve Orifice
测压孔
Manometry Hole
阀 口
比较：
F指 F指 p L A Kx 0 p K ( x0 x) Kx0 (常数) A A
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远程调压阀
远程调压原理 25MPa
远程调压阀
Remote-relief Valve
25MPa
先导式溢流阀部分
Pilot-relief Valve
32MPa
先导式溢 流阀部分
Remote-relief Valve
P
32MPa
输出25MPa
T
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6.2.4 溢流阀静态特性与动态持性
Static and Dynamic Characteristics of the Relief Vavle 静态特性是指阀在稳态工况时的特性，动态特性是指 阀在瞬态工况时的特性。
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（2）压力型油源串联减压式调压 Constant Pressure Sources in Series with Reducing Pressure Regulating 减压式调节 p L ps p R 如果油源换成恒压 源 pS ，并联式调节不能 改变负载压力。这时可 将控制阀口Rx串联在压 力源 pS 和负载 Z 之间， 通过阀口的减压作用即 可调节负载压力pL。
FS F指 p2 AS F 当 S 趋于 0时 F指 p2 AS F指 Kx0 F指 p2 (近似恒定) AS
p2 A2 p1 A1 p1 p2
主阀比较：
主级测压面
阀 口
F主 p2 A2 p1 A1
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主级指令
主级测压面
黑三角代表 先导型液压控制
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本章教学内容
6.1 压力的调节与控制 6.2 溢流阀
6.3 减压阀
6.4 顺序阀 6.5 压力继电器 6.6 压力阀在调压与减压回路中的应用
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本章小结 习题
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6.1 压力的调节与控制
（1）静态特性 Static Characteristic
溢流阀期望压力p指 溢流阀压力 随流量变化曲线 因开启和闭合时，阀芯 摩擦力方向不同，导致 开启曲线与闭合曲线不重合
p
溢流阀流量变化 引起的压力波动 p
要求P开>85% Pn
图 6.13
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（1）静态特性 Static Characteristic 定义调压偏差为： p=pn pc ;调压偏差越小越好。 ①对同一个溢 流阀.其开启特性总 是优于闭合特性。 这主要是由于在开 启和闭合两种运动 过程中，摩擦力的 作用方向相反所致。
阀 口
图6.9 YF型先导式溢流阀
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(2) 二节同心先导型溢流阀
Two Concentric Pilot-relief Valve
导向处同心
阀口处同心
图6.11 二节同心先导式溢流阀
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导 阀 比 较
半桥式先导控 制部分
节 流 孔 3 构 成 动 态 阻 尼 ， 稳 定 主 阀
节 流 孔 2、 4 串 联 等 价 于 1 个 孔
锥阀式溢流口，锥面测压
锥阀式溢流口 ，端面测压
图 6.7
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6.2.1 直动型溢流阀 Direct-acting Pressure Relief Valves
锥阀式直动型溢流阀
调压手柄
Adjustment Hand lever
锥阀芯 与面测压
调压弹簧
Adjustment Spring
图形符号
图6.7
调 压 手 轮 导阀芯
调压弹簧
主阀弹簧 主阀芯 主阀口
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图6.10 YF型先导式溢流阀原理图
半桥式先导控制部分
导 阀 比 较 主级指令
F主 p2 A2 p1 A1 若先导级p2 常数 且当 F主 趋于 0时 p2 A2 A2 (近似恒定) A1
Fs F指 p2 As
主阀的指令信号
导阀流量稳压精度高 F 输出p2 指 (近似恒定) AS 可作为主级的指令
主阀的反馈压力 主级为并联溢流式
主阀比较：
F主 p2 A p1 A
图6.6
压力负反馈控制
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导阀比较： F指 F指 Fp
半桥式先导控制部分
主阀的指令信号 Main Valve Command
主级为串联 减压式压力 负反馈控制
主阀的反馈压力 Main Valve Feedback Pressure
主阀比较：
F主 p2 A p1 A
图6.6
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上述先导型压力压力负反馈控制的共同特点如下： •先导型压力负反馈控制中有两个压力负反馈回路。(先导级负责
主级指令信号的稳压和调压；主级则负责系统的稳压)
先导式溢流阀的启闭特性 比直动式溢流阀更好
②先导式溢流阀的启闭特性(Open-closed Characteristics) 优于直动式溢流阀。也就是说，先导式溢流阀的调压偏差比 直动式溢流阀的调压偏差小，调压精度更高。
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Open-loop Pressure Regulating
开环调压回路
F指 F指 pA Kx
Negative Feedback
负反馈部分
压力通过微型测量油缸测量反馈
指令力通过调压弹簧产生
不要形成正反馈！
直动 型并 联溢 流式 压力 负反 馈控 制
图 6.3
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F指 F指 Fp F指 当 趋于 0时 F指 Fp F指 F指 pL (近似恒定) A
第六章 压力控制阀
PRESSURE CONTROL VALVE
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本章提要
压力控制阀简称压力阀。 压力阀包括： (1) 用来控制液压系统压力的阀类。 (2) 利用压力变化作为信号来控制其它元件动作的阀类。 按其功能和用途不同可分为溢流阀、减压阀、顺序阀和 压力继电器等。 本章的重点是压力负反馈、溢流阀的工作原理和性能、 减压阀的工作原理以及调压回路。其中先导式溢流阀的工作 原理尤为重要。学习时应从液压桥路和压力负反馈等基本概 念着手理解这些阀的工作原理。
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6.2.1 直动型溢流阀 Direct-acting Pressure Relief Valves
直动式溢流阀是作用在 阀芯上的主油路液压力与调 压弹簧力直接相平衡的溢流 阀。
滑阀式溢流口，端面测压
直动型溢流阀因阀口和 测压面结构型式不同，形成 了三种基本结构。无论何种 结构，均是由调压弹簧和调 压手柄、溢流阀口、测压面 等三个部分构成。
压力的大小能够调节，并不等于能够稳压。当负载因扰 动而发生变化时，负载压力会随之变化。压力的稳定必须通 过压力负反馈来实现。 压力负反馈控制的核心是要构造一个压力比较器 (Pressure Comparator )。 构造压力反馈系统必须研究以下问题： • ①代表期望压力的指令信号如何产生？ • ②怎样构造在实际结构上易于实现的比较器？ • ③受控压力pL如何测量？转换成什么信号才便于比较？ 怎样反馈到比较器上去？ 力信号(Force Signal)的比较最容易实现。
pR
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（3）半桥回路分压式调压
阻尼孔 Orifice 固定阻尼孔 Fixed Orifice
图 6.2
液压半桥实质上是由进、回油节流口串联而成的分压回 路。为了简化加工，进油节流口多采用固定节流孔来代替， 回油节流口是由锥阀或滑阀构成可调节流口。这种调压方式 主要用于液压阀的先导级中。
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6.1.2 压力负反馈 Pressure Negative Feedback
•主阀芯既构成主调压回路的阀口，又作为主级压力反馈的力 比较器。(主级的测压容腔设在主阀芯的一端，另一端作用有主级的指令
力p2A)
•主级所需要的指令信号由先导级负责输出。(先导级通过半桥回路
向主级的力比较器输出一个压力 p2，该压力称为主级的指令压力，然后通 过主阀芯端部的受压面积转化为主级的指令力p2A)
•先导阀芯既构成先导调压回路的阀口，又作为先导级压力反 馈的力比较器。(先导级的测压容腔设在先导阀芯的一端，另一端安装
有作为先导级指令元件的调压弹簧和调压手柄)
•主阀和先导阀均有滑阀式(Spool Valve)和锥阀式(Cone Valve)两 种典型结构。
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6.2 溢流阀
Pressure Relief Valve
Pressure Regulating and Control
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6.1 压力的调节与控制
在压力阀控制压力的过程中，需要解决压力可调和压
力反馈两个方面的问题。
6.1.1 调压原理 Pressure Regulating Principle
溢流式调节
pL QL Z
调压是指以负载 为对象，通过调节控 制阀口的大小，使系 统输给负载的压力大 小可调。
路液压力与先导级所输出的“指令压力”相平衡。 (1) 三节 同心 先导 型溢 流阀
活塞处同心
Piston Concentric
导向处同心
Oriented Concentric
阀口处同心
Valve Orifice Concentric
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(1) 三节同心先导型溢流阀
Three Concentric Pilot-relief Valve
Fs F指 p2 As
主级指令
主阀比较：
F主 p2 A2 p1 A1
主级测压面
图6.10 YF型先导式溢流阀原理图
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图6.11 二节同心型先导式溢流阀
导阀芯
固定节流孔
阀 口
主级测压面
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6.2.3 电磁溢流阀
Solenoid Operated Pressure Relief Valve
负反馈部分
负反馈部分
图6.4
直动型串联 减压式压力 负反馈控制
半桥分压式压 力负反馈控制
图 6.5
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6.1.3 先导控制 Pilot Operated
直动型压力控制中，由力比较器直接驱动主控制阀芯， 驱动力远小于弹簧力，因此驱动能力十分有限。这种控制 方式导致主阀芯不能做得太大，不适合用于高压大流量系 统中。